通信原理实验同步载波报告.docx
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通信原理实验同步载波报告
通信原理实验报告
熊谆通信工程
一、实验目的
1、熟悉各种时钟信号的特点及波形。
2、熟悉各种数字信号的特点及波形。
二、实验内容
1、熟悉cpld可编程信号发生器各测量点的波形。
2、测量并分析各测量点的波形及数据。
3、学习cpld可编程器件的编程操作。
三、实验原理
Cpld可编程模板用来来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号，它由cpld可编程器件ALTERA公司的EPM240T100C5，下载接口电路和一块晶振组成。
晶振JZI用来产生系统内的32.768MHz主时钟。
1）时钟信号产生电路
将晶振产生的时钟送入cpld内计数器进行分类，生成实验所需的是时钟信号通过S4和S5来改变时钟频率。
有两组时钟输出，输出点为“CLK1”和“clk2”。
2）伪随机序列产生电路
通常产生伪随机序列的电路为宜反馈移存器。
信号源产生的15位的M序列，由“pn”端口输出，可根据需要生成不同频率的位随机码。
3）帧同步信号产生电路
信号源产生8K的同步信号，用作脉冲编码调制的帧同步输入，由“FS”输出。
4）NRZ码复用电路以及码选信号产生电路
码选信号产生电路：
主要是用于8选1电路的码选信号；NRZ复用电路：
将三路八位串行信号送入CPLD，进行固定速率时分复用，复用输出一路24位NRZ码，输出端口为“NRZ”，码速率由拨码开关S5控制。
四、实验器材
电子通信实验箱、示波器
五、实验过程
1）实验测试点说明：
CLK1：
第一组时钟信号输出端口，通过拨码开关S4选择；
CLK2：
第二组时钟信号输出端口，通过拨码开关S5选择；
FS：
脉冲编码调制的帧同步信号输出端口。
（窄脉冲，频率为8K）；
NRZ：
24位NRZ信号输出端口，码型由拨码开关S1,S2，S3控制，码速率与第二组时钟速率相同；
PN：
伪随机序列输出，码型为010，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。
NRZIN：
解码后NRZ码输入
BS：
NRZ码解复用时的位同步信号输入；
FSIN：
NRZ码解复用时的帧同步信号输入。
六、实验记录
1）正常开启电源信号，电路正常工作；
2）观测时钟信号输出波形：
拨码开关
时钟
拨码开关
时钟
0000
32.768M
1000
128K
0001
16.384M
1001
64K
0010
8.192M
1010
32K
0011
4.096M
1011
16K
0100
2.048M
1100
8K
0101
1.024M
1101
4K
0110
512K
1110
2K
0111
256K
1111
1K
a）根据上表改变S4，用示波器观察CLK1对的输出
b）根据表1-2改变S5，用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形。
3）用示波器观测帧同步信号输出波形
信号源提供脉冲编码调制的帧同步信号，在点“FS”输出，一般时钟设置为2.048M、256K，在后面的实验中有用到。
将拨码开关S4分别设置为“0100”、“0111”或别的数字，用示波器观测“FS”的输出波形。
4）用示波器观测伪随机信号输出波形
伪随机信号码型为1010，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。
根据表1-2改变S4，用示波器观测“PN”的输出波形。
七、实验心得
试验中不是特别明白的关于NRZ码。
实验中比较成功的是通过调节S4、S5拨码开关来观察CLK1和CLK2的波形。
在实验退昂昂观察中，我们可以了解到到采样频率超过8K时，我们的方波占空比出现变化，当采样频率为16K，也就是采样频率刚好是波形频率的2倍时，占空比正好是1/2，当采样平率低于8K时，波形变化不大。
模拟电路信号源实验
熊谆通信工程
一、实验目的
1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。
2、观察分析各种模拟信号波形的特点。
二、实验内容
1、测量并分析各测量点波形及数据。
2、熟悉几种模拟信号的产生方法，了解信号的来源、变换过程和使用方法。
三、实验器材
1、信号源模块一块
2、连接线若干
3、20M双踪示波器一台
四、实验原理
模拟信号源电路用来产生实验所需的各种低频信号：
同步正弦波信号、非同步信号和音乐信号。
（一）同步信号源（同步正弦波发生器）
1、功用
同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz正弦波信号，可用在PAM抽样定理、增量调制、PCM编码实验，作为模拟输入信号。
在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的编码数字信号波形。
2、电路原理
图2-1为同步正弦信号发生器的电路图。
它由2KHz方波信号产生器（图中省略了）、同相放大器和低通滤波器三部分组成。
图2-1同步正弦波产生电路
2KHz的方波信号由CPLD可编程器件U8内的逻辑电路通过编程产生。
“2K同步正弦波”为其测量点。
U19A及周边的电阻组成一个的同相放大电路，起到隔离和放大作用，。
U19C及周边的阻容网络组成一个截止频率为2K的二阶低通滤波器，滤除方波信号里的高次谐波和杂波，得到正弦波信号。
调节W1改变同相放大器的放大增益，从而改变输出正弦波的幅度（0～5V）。
（二）非同步信号源
非同步信号源利用混合信号SoC型8位单片机C8051F330，采用DDS（直接数字频率合成）技术产生。
通过波形选择器S6选择输出波形，对应发光二极管亮。
它可产生频率为180Hz~18KHz的正弦波、180Hz~10KHz的三角波和250Hz~250KHz的方波信号。
按键S7、S8分别可对各波形频率进行增减调整。
非同步信号输出幅度为0~4V，通过调节W4改变输出信号幅度。
可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用作增量调制、脉冲编码调制实验的模拟输入信号。
图2-2非同步信号发生器电路图
（三）音乐信号产生电路
1、功用
音乐信号产生电路用来产生音乐信号，作模拟输入信号检查话音信道的开通情况及通话质量。
2、工作原理
音乐信号由U21音乐片厚膜集成电路产生。
该片的1脚为电源端，2脚为控制端，3脚为输出端，4脚为公共地端。
VCC经R34、D4向U21的1脚提供3.3V电源电压，当2脚通过K1输入控制电压+3.3V时，音乐片即有音乐信号从第3脚输出，经低通滤波器输出，输出端口为“音乐输出”
（四）载波产生电路
1、功用
载波产生电路用来产生数字调制所需的正弦波信号，频率有64KHz和128KHz两种。
2、工作原理
64K载波产生电路如图2-4所示，128K载波产生电路如图2-5所示
64KHz（128KHz）的方波信号由CPLD可编程器件U8内的逻辑电路通过编程产生。
“64K同步正弦波”（“64K”同步正弦波）为其测量点。
U17A（U18A）及周边的电阻组成一个的同相放大电路，起到隔离和放大作用。
U17D（U18D）及周边的阻容网络组成一个截止频率为64K（128KHz）的二阶低通滤波器，滤除方波信号里的高次谐波和杂波，得到正弦波信号。
调节W2（W3）改变同相放大器的放大增益，从而改变输出正弦波的幅度（0～5V）。
五、测试点说明
2K同步正弦波：
2K的正弦波信号输出端口，幅度（0～5V）由W1调节。
64K同步正弦波：
64K的正弦波信号输出端口，幅度（0～5V）由W2调节。
128K同步正弦波：
128K的正弦波信号输出端口，幅度（0～5V）由W3调节。
非同步信号源：
普通正弦波、三角波和方波信号输出端口，波形由S6选择，频率由S7、S8调节，幅度（0～4V）由W4调节。
音乐输出：
音乐片输出端口。
音频信号输入：
音频功放输入端口（功放输出信号幅度由W6调节）。
K1：
音乐片信号选择开关。
K2：
扬声器输出选择开关。
W6：
调节扬声器音量。
六、实验步骤
1、用示波器测量“2K同步正弦波”、“64K同步正弦波”、“128K同步正弦波”各点输出的正弦波波形，对应的电位器W1，W2，W3可分别改变各正弦波的幅度。
2、用示波器测量“非同步信号源”输出波形。
1）按键S6选择为“正弦波”，改变W4，调节信号幅度（调节范围为0～4V），用示波器观察输出波形。
2）保持信号幅度为3V，改变S7、S8，调节信号频率（调节范围为180Hz~18KHz），用示波器观察输出波形。
3）将波形分别选择为三角波、方波，重复上面两个步骤。
3、将控制开关K1设为“ON”，令音乐片加上控制信号，产生音乐信号输出，用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。
八、实验记录
（1）关于2k、64K、128k同步正弦波的观察，并通过W1、W2、W3改变正弦波的幅度：
（2）用示波器测量“非同步信号源”输出波形，该三个小实验只是正弦波、三角波、方波频率幅度的变化，没有特殊现象。
（3）将控制开关K1设为“ON”，令音乐片加上控制信号，产生音乐信号输出，用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。
处于一个变化的波形。
九、实验心得
这个实验相对第一个更基础简单，波形变化主要是常规的正弦波、三角波以及方波的频率幅度的变化，在试验过程中主要考察的是对示波器的使用操作，通信原理实验电路都是固定的，调节示波器感觉是最主要的环节。
同时希望示波器用数字示波器，这样能更方便的独处相关数据。
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